生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件
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生物化学与分子生物学人卫教材全集ppt
跨学科研究的融合
生物技术与医学
随着生物技术的不断发展，未来将更加深入地探索生命现象的本质，为医学领域 提供新的治疗手段和药物。
生物信息学与计算机科学
生物信息学与计算机科学的结合将加速数据处理和分析的进程，为生物化学与分 子生物学的研究提供强大的技术支持。
对人类健康和生活的影响
疾病预防与治疗
随着生化学与分子生物学的发展， 未来将更加深入地了解疾病的发病机 制，为预防和治疗提供更加精准和有 效的方案。
广泛应用于电力、热力、交通等领域，可替代化石能源，减少温室气 体排放。
生物环保
生物环保概述
生物环保是指利用生物学原理和技术，解决环境问题、保护生态 环境的学科和技术领域。
生物环保的主要技术
包括生物净化、生物修复、生态恢复等。
生物环保的应用场景
广泛应用于水体治理、土壤修复、生态恢复等领域，对于保护生态 环境具有重要意义。
生物安全与伦理
生物安全与伦理概述
生物安全与伦理是指在生命科学研究、应用和实践中，遵 循科学道德、保护受试者和公众利益的原则和规范。
生物安全与伦理的主要原则
包括尊重人权、保护受试者权益、防止滥用科学技术等。
生物安全与伦理的实践意义
保障生命科学研究和应用活动的合法性、合理性和公正性 ，促进人类社会的可持续发展。
05
展望未来生物化学与 分子生物学的发展
新技术与新方法的出现
基因编辑技术
随着CRISPR-Cas9等基因编辑技术 的不断完善，未来将更加精准地实现 对基因的修改和调控，为遗传病治疗 和生物育种等领域带来突破。
人工智能与生物信息学
人工智能和生物信息学在生物化学与 分子生物学中的应用将更加广泛，有 助于高效解析生命现象、发现新药靶 点以及优化实验设计等。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-DNA合成 ppt课件
4.0
14.0
？
高
-
+
12.5
高
+
25.5
高
+
功能
起始引发， 低保真度的复 线粒体DNA
引物酶活性
制
复制
PPT课件
合成后随链 合成前导链
33
二、DNA聚合酶的碱基选择和校对功能
DNA复制的保真性至少要依赖三种机制:
➢遵守严格的碱基配对规律 ➢聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能 ➢复制出错时有即时校对功能
PPT课件
21
核酸外切酶活性:
5´ A G C T T C A G G A T A
3´
? | | | | | | | | | | |
3´ T C G A A G T C C T A G C G A C 5´
➢ 3’5’外切酶活性: 能辨认错配的碱基对，并将其水解
➢ 5’3’外切酶活性: 能切除突变的 DNA片段
第一代
继续培养于 普通培养液
第二代
PPT课件
8
半保留复制的意义:
依据半保留复制的方式，子代DNA中保留了亲代的全部遗 传信息，亲代与子代DNA之间碱基序列的高度一致 遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的
PPT课件
9
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
(dNTP)n+1
复制中不连续的两条单链
不连续→连续链
拓扑酶
切断、整理后的两链
改变拓扑状态
PPT课件
47
第三节
原核生物DNA复制过程
DNA replication in prokaryotes
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢
一、嘧啶核苷酸的合成也有从头合成与补救合成两条途径
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位 主要是肝细胞胞液
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺 CO2
天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
氨基甲酰磷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
生物化学与分子生物学（第9版）
（四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷水平进行
OO
OO HO-P-O-P-O-CH2 碱基
NADPH+H+ O
OO
HO-P-O-P-O-CH2 碱基
OO
NADP++H2O
O
H OH OH H
核糖核酸还原酶
H OH H
H
NDP
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤核苷酸的分解代谢
AMP
H （次黄嘌呤）
GMP
G
X
黄嘌呤氧化酶
（黄嘌呤）
尿酸
生物化学与分子生物学（第9版）
痛风症的治疗机制
次黄嘌呤及别嘌呤醇分子式
OH N CC HC C
N
N CH
N
次黄嘌呤
OH
N CC HC C
N
CH N
N
别嘌呤醇
别嘌呤醇抑制尿酸生成
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
生物化学与分子生物学（第9版）
两种氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）的区别内容 分布 氮Fra bibliotek 变构激活剂 功能
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位 主要是肝细胞胞液
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺 CO2
天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
氨基甲酰磷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
生物化学与分子生物学（第9版）
（四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷水平进行
OO
OO HO-P-O-P-O-CH2 碱基
NADPH+H+ O
OO
HO-P-O-P-O-CH2 碱基
OO
NADP++H2O
O
H OH OH H
核糖核酸还原酶
H OH H
H
NDP
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤核苷酸的分解代谢
AMP
H （次黄嘌呤）
GMP
G
X
黄嘌呤氧化酶
（黄嘌呤）
尿酸
生物化学与分子生物学（第9版）
痛风症的治疗机制
次黄嘌呤及别嘌呤醇分子式
OH N CC HC C
N
N CH
N
次黄嘌呤
OH
N CC HC C
N
CH N
N
别嘌呤醇
别嘌呤醇抑制尿酸生成
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
生物化学与分子生物学（第9版）
两种氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）的区别内容 分布 氮Fra bibliotek 变构激活剂 功能
生物化学及分子生物学(人卫第九版)25基因结构功能分析和疾病相关基因鉴定克隆PPT课件
在基因数据库中，初步明确基因的编码序列，并可对其编码产物的基速扩增（RACE）技术是高效钓取未知基因编码序列的一种方法。
3. 用RNA剪接分析法确定基因编码序列
选择性剪接的转录产物可以通过基因表达序列标签（expression sequence tag, EST）的 比较进行鉴定。
基因功能获得策略的本质是将目的基因直接导 入某一细胞或个体中，使其获得新的或更高水平的 表达，通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因 功能。
方法： 转基因技术 基因敲入技术
1. 用转基因技术获得基因功能
转基因技术（transgenic technology）是指将外源基因导入受精 卵或胚胎干细胞（embryonic stem cell），即ES细胞，通过随机重组 使外源基因插入细胞染色体DNA，随后将受精卵或ES细胞植入假孕受 体动物的子宫，使得外源基因能够随细胞分裂遗传给后代。
第二十五章
基因结构功能分析 和疾病相关基因克隆鉴定
作者 :
:
目录
第一节 基因结构分析 第二节 基因功能研究 第三节 疾病相关基因鉴定克隆原则 第四节 鉴定克隆疾病相关基因的策略和方法
重点难点
掌握 鉴度的技术及原理；分析表达产物的主要技术；基 因功能研究的方法技术。
转基因动物（transgenic animal）是指应用转基因技术培育出 的携带外源基因，并能稳定遗传的动物，其制备步骤主要包括转基 因表达载体的构建、外源基因的导入和鉴定、转基因动物的获得和 鉴定、转基因动物品系的繁育等。转基因小鼠最为常见。
三、分析基因表达的产物可采用组学方法和特 异性测定方法
基因表达产物包括RNA和蛋白质/多肽，因 此分析基因表达可以从RNA和蛋白质/多肽水平 上进行。
3. 用RNA剪接分析法确定基因编码序列
选择性剪接的转录产物可以通过基因表达序列标签（expression sequence tag, EST）的 比较进行鉴定。
基因功能获得策略的本质是将目的基因直接导 入某一细胞或个体中，使其获得新的或更高水平的 表达，通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因 功能。
方法： 转基因技术 基因敲入技术
1. 用转基因技术获得基因功能
转基因技术（transgenic technology）是指将外源基因导入受精 卵或胚胎干细胞（embryonic stem cell），即ES细胞，通过随机重组 使外源基因插入细胞染色体DNA，随后将受精卵或ES细胞植入假孕受 体动物的子宫，使得外源基因能够随细胞分裂遗传给后代。
第二十五章
基因结构功能分析 和疾病相关基因克隆鉴定
作者 :
:
目录
第一节 基因结构分析 第二节 基因功能研究 第三节 疾病相关基因鉴定克隆原则 第四节 鉴定克隆疾病相关基因的策略和方法
重点难点
掌握 鉴度的技术及原理；分析表达产物的主要技术；基 因功能研究的方法技术。
转基因动物（transgenic animal）是指应用转基因技术培育出 的携带外源基因，并能稳定遗传的动物，其制备步骤主要包括转基 因表达载体的构建、外源基因的导入和鉴定、转基因动物的获得和 鉴定、转基因动物品系的繁育等。转基因小鼠最为常见。
三、分析基因表达的产物可采用组学方法和特 异性测定方法
基因表达产物包括RNA和蛋白质/多肽，因 此分析基因表达可以从RNA和蛋白质/多肽水平 上进行。
生物化学与分子生物学人卫版教材全集ppt课件
生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，释放出能量供生命活动需要。能量转换是指生物体内能量的形式 转换，包括光合作用、呼吸作用等过程。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
生物化学与分子生物学教材完整全集(人卫版)ppt课件
芳香族氨基酸的紫外吸收
.
27
目录
（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝 紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。
由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正 比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。
.
28
目录
四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白 质或活性肽
（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽
.
21
目录
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸
（亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
.
22
目录
半胱氨酸
பைடு நூலகம்
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
•胱氨酸
.
23
目录
➢ 在蛋白质翻译后的修饰过程中，脯氨酸和赖氨酸 可分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。
两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所
处溶液的酸碱度。
等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和
阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电 中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。
.
25
目录
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
.
9
目录
蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此， 只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量：
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素课件
3. 活性形式
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
生物化学与分子生物学人卫版教材课件全集
生物化学与分子 生物学人卫版教 材课件全集
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
生物化学和分子生物学PPT课件1
核酸片段（60-80bp）
用细胞总mRNA，制备全套双链cDNA后，建立 表（达目的基因）
目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等蛋。
化学合成
• 根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺 序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。较短的核酸 片段（60-80bp）
多肽链的氨基酸顺序
mRNA的碱基排列顺序
化学合成目的基因
相应的基因结构
化学合成的最大优点是可以合成一些分离较困难的基因。 化学合成的不足之处在于：（１）要已知基因的核苷酸顺 序；（２）基因不能太大，这一方面是测定核苷酸（或氨 基酸）顺序比较困难，另一方面是因为每次仅能合成几百 ｂｐ的短片段，短片段越多，要连接成正确的基因顺序就
外源基因在宿主细胞中的表达第二条DNA链到cDNA；比较基因组与cDNA
➢ 构建基因组获取目的基因存在的问题—— 费时费事 内含子序列
➢ 反转录人工合成互补DNA方法的优势—— 不含内含子序列
获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因
聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）
科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利 局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志 着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打 破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗 传特性，甚至创造新的生命类型。
1977年，吉尔伯特（W·Gilbert）分别将编码胰岛 素和干扰素的DNA经过体外重新拼接后，导入大肠杆菌 中，分别使大肠杆菌合成了胰岛素和干扰素。
质粒载体的一般结构
存在于细菌染色 体外的小型环状 DNA分子。
具有自我复制功 能。
用细胞总mRNA，制备全套双链cDNA后，建立 表（达目的基因）
目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等蛋。
化学合成
• 根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺 序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。较短的核酸 片段（60-80bp）
多肽链的氨基酸顺序
mRNA的碱基排列顺序
化学合成目的基因
相应的基因结构
化学合成的最大优点是可以合成一些分离较困难的基因。 化学合成的不足之处在于：（１）要已知基因的核苷酸顺 序；（２）基因不能太大，这一方面是测定核苷酸（或氨 基酸）顺序比较困难，另一方面是因为每次仅能合成几百 ｂｐ的短片段，短片段越多，要连接成正确的基因顺序就
外源基因在宿主细胞中的表达第二条DNA链到cDNA；比较基因组与cDNA
➢ 构建基因组获取目的基因存在的问题—— 费时费事 内含子序列
➢ 反转录人工合成互补DNA方法的优势—— 不含内含子序列
获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因
聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）
科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利 局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志 着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打 破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗 传特性，甚至创造新的生命类型。
1977年，吉尔伯特（W·Gilbert）分别将编码胰岛 素和干扰素的DNA经过体外重新拼接后，导入大肠杆菌 中，分别使大肠杆菌合成了胰岛素和干扰素。
质粒载体的一般结构
存在于细菌染色 体外的小型环状 DNA分子。
具有自我复制功 能。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-23 DNA重组和重组DNA技术 ppt课件
同源重组（homologous recombination）
——又称基本重组（general recombination） ——是指发生在两个DNA分子同源序列之间的互换过程
（一）Holliday模型是最经典的同源重组模式
Holliday同源重组依赖DNA分子间序列的相同或相似性输入标题
四个关键步骤：
PPT课件
17
第二节
重组DNA技术
PPT课件
18
序言：
重组DNA技术
又称： 分子克隆（molecular cloning） DNA克隆（DNA cloning） 基因工程（genetic engineering）
主要过程：
——在体外将目的DNA与能自主复制的遗传元件（载体）连接， 形成重组DNA分子 ——重组DNA分子在受体细胞中复制、扩增及克隆化，从而获得 单一DNA分子的大量拷贝
PPT课件
19
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
PPT课件
20
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
了解 1. 自然界DNA重组不同方式的基本工作原理 2. 重组DNA技术在医学中的应用
PPT课件
4
第一节
自然界的DNA重组和基因转移
PPT课件
5
一、同源重组
一、同源重组是最基本的DNA重组方式
相关主题
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t NHGRI于2003年9月启动了DNA元件百科全书（ENCyclopedia Of DNA Elements，ENCODE）计划；该计划旨在解析人类基因组中的所有功能性元 件，内容包括编码基因、非编码基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色 体复制动力的DNA元件等 。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
一、结构基因组学揭示基因组序列信息
遗传图谱(genetic map) 物理图谱(physical map)
序列图谱(sequence map)
L. Yan et al. PNAS 2003;100:6263-6268
（一）通过遗传作图和物理作图绘制人类基因组草图
1.遗传作图就是绘制连锁图
t 遗传作图（genetic mapping）: 就是确定连锁的遗传标志位点在一条染色体上的排列 顺序及它们之间的相对遗传距离，用厘摩尔根（centi-Morgan，cM）表示，当两个遗 传标记之间的重组值为1%时，图距即为1 cM。
t 常用的遗传标志
? 第一代多态性标记：限制性片段长度多态性-RFLP
? 第二代多态性标记：可变数目串联重复序列-VNTR
? 第三代多态性标记：单核苷酸的多态性-SNP
2.物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图 t 物理作图（physical mapping）以物理尺度（bp或kb）标示遗传标志 在染色体上的实际位置和它们间的距离，是在遗传作图基础上绘制的更为 详细的基因组图谱。
t 常用的物理作图方法
? 荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map） ? 限制性酶切图（restriction map） ? 连续克隆系图（clone contig map）
遗传图谱与物理图谱示意
遗传图谱标示了分子标志间的相对距离，以cM标示 物理图谱标示了分子标志间的绝对距离，以kb表示
第27章
组学与系统生物医学
作者 : 杨生生 焦炳华
:
目录
第一节 基因组学 第二节 转录组学 第三节 蛋白质组学 第四节 代谢组学 第五节 其他组学 第六节 系统生物医学及其应用
重点难点
掌握 基因组学、转录组学、蛋白பைடு நூலகம்组学、代谢组学等的概念及其 研究内容
熟悉 系统生物医学、分子医学、精准医学、转化医学等的内涵
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
一、结构基因组学揭示基因组序列信息
遗传图谱(genetic map) 物理图谱(physical map)
序列图谱(sequence map)
L. Yan et al. PNAS 2003;100:6263-6268
（一）通过遗传作图和物理作图绘制人类基因组草图
1.遗传作图就是绘制连锁图
t 遗传作图（genetic mapping）: 就是确定连锁的遗传标志位点在一条染色体上的排列 顺序及它们之间的相对遗传距离，用厘摩尔根（centi-Morgan，cM）表示，当两个遗 传标记之间的重组值为1%时，图距即为1 cM。
t 常用的遗传标志
? 第一代多态性标记：限制性片段长度多态性-RFLP
? 第二代多态性标记：可变数目串联重复序列-VNTR
? 第三代多态性标记：单核苷酸的多态性-SNP
2.物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图 t 物理作图（physical mapping）以物理尺度（bp或kb）标示遗传标志 在染色体上的实际位置和它们间的距离，是在遗传作图基础上绘制的更为 详细的基因组图谱。
t 常用的物理作图方法
? 荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map） ? 限制性酶切图（restriction map） ? 连续克隆系图（clone contig map）
遗传图谱与物理图谱示意
遗传图谱标示了分子标志间的相对距离，以cM标示 物理图谱标示了分子标志间的绝对距离，以kb表示
第27章
组学与系统生物医学
作者 : 杨生生 焦炳华
:
目录
第一节 基因组学 第二节 转录组学 第三节 蛋白质组学 第四节 代谢组学 第五节 其他组学 第六节 系统生物医学及其应用
重点难点
掌握 基因组学、转录组学、蛋白பைடு நூலகம்组学、代谢组学等的概念及其 研究内容
熟悉 系统生物医学、分子医学、精准医学、转化医学等的内涵